Задача 5.

В основном состоянии атома водорода радиальная волновая функция электрона имеет вид:

,

где - константа; - первый боровский радиус. Найти среднее значение расстояние электрона от ядра .

Решение.

Среднее расстояние найдем, пользуясь формулой для среднего значения физической переменной

,

где радиальная волновая функция нормирована условием

.

Получаем формулу для среднего значения радиуса

и условие нормировки

.

Для вычисления интегралов можно воспользоваться табличным интегралом:

.

Из условия нормировки получаем

.

Подставив найденное значение в интеграл для среднего <>, найдем .